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串列翼货运无人机大攻角气动与操稳特性 被引量：1
1
作者 杨芃芊 陈禹彤 +3 位作者 刘俊辉 杨杰豪 单家元 孙士珺 《航空学报》 北大核心 2025年第9期186-201,共16页
为实现场域受限下空投物资精准、低速无损着陆,开展串列翼货运无人机末端低速着陆段大攻角气动与操稳特性研究。针对串列翼无人机大攻角气动非线性与前后机翼气动强耦合问题,采用分离涡模拟方法分析大攻角强耦合非线性气动特性,计算得... 为实现场域受限下空投物资精准、低速无损着陆,开展串列翼货运无人机末端低速着陆段大攻角气动与操稳特性研究。针对串列翼无人机大攻角气动非线性与前后机翼气动强耦合问题,采用分离涡模拟方法分析大攻角强耦合非线性气动特性,计算得到各部件升阻系数、俯仰力矩及焦点位置随攻角变化规律,进一步研究不同机身截面对飞行器纵向稳定性的影响,根据机翼表面压力分布规律及周围流场结构分析串列翼前后翼耦合机理,提出了串列翼大攻角全动后翼操纵方案。研究结果表明:所设计的串列翼货运无人机在大攻角下方形机身截面相比圆形截面静稳定度变化更加平稳;其在0°~50°较大攻角范围内存在前后翼耦合现象,前翼脱体涡和后翼翼端脱体涡共同作用影响后翼的压力分布,后翼升力损失最高达32%;全动后翼使可控攻角提高至50°,可为大攻角深失速着陆提供足够的控制力矩。 展开更多
关键词 串列翼布局 大攻角 气动特性 准平衡滑翔 全动后翼 无人机
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一种结冰飞机失速迎角实时估计方法
2
作者 江飞鸿 刘贞报 +2 位作者 薛源 孔满昭 赵甜 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第9期2947-2954,共8页
基于某运输机带冰风洞试验数据和结冰升力特性分析,得出结冰对小迎角(AOA)范围内升力系数影响较小的结论。设计一种基于该先验知识增强的升力系数多项式在线主成分估计方法,克服由于激励不足和回归量之间共线性导致的数据矩阵病态问题... 基于某运输机带冰风洞试验数据和结冰升力特性分析,得出结冰对小迎角(AOA)范围内升力系数影响较小的结论。设计一种基于该先验知识增强的升力系数多项式在线主成分估计方法,克服由于激励不足和回归量之间共线性导致的数据矩阵病态问题。利用结冰后升力曲线斜率变化量与最大升力系数呈现的良好线性关系估计了最大升力系数和失速迎角。与现有方法相比,所设计方法具有成熟度高、实时性好、不依赖主动激励的显著优点。仿真结果表明:所设计方法估计精度可以满足迎角保护要求,具有良好的工程应用前景。 展开更多
关键词 结冰飞机 失速迎角 主成分估计 实时估计 迎角保护
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热完全气体的热力学特性及其N-S方程的求解 被引量：33
3
作者 梁德旺 李博 容伟 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期424-429,共6页
首先用五次多项式拟合给出了温度在 5 0～ 3 0 0 0 K范围内的热完全空气的焓值与温度之间的函数关系式 ,导出了其它热力参数 e,cp,cv 和 γ的表达式。接着提出了热完全空气总温、总压的计算方法 ,并将其计算结果与量热完全空气的结果进... 首先用五次多项式拟合给出了温度在 5 0～ 3 0 0 0 K范围内的热完全空气的焓值与温度之间的函数关系式 ,导出了其它热力参数 e,cp,cv 和 γ的表达式。接着提出了热完全空气总温、总压的计算方法 ,并将其计算结果与量热完全空气的结果进行了比较。最后 ,将该热完全空气模型用于 N-S方程求解 ,对 NAPA软件进行了改进 ,并用该软件对高马赫数钝体绕流流场和乘波体流场进行了计算 ,分析了气体真实效应对流场结构及参数的影响。结果表明 ,本文提出的总温、总压计算方法及对 NAPA软件的改进是成功的 。 展开更多
关键词 热完全气体 计算流体力学 热力学特性 N-S方程 解题方法 空天飞行器 气动构型 数值拟合
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软管-锥套式空中加油动态建模与性能分析 被引量：6
4
作者 吴玲 孙永荣 +2 位作者 黄斌 朱云峰 刘建业 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期901-908,共8页
提出了一种基于凯恩方程的自主空中加油软管-锥套动态模型及性能分析方法。该方法将软管视为由有限段以铰链形式连接的刚性杆组成,锥套为软管末端的一个质点。本文定义了描述系统状态的广义坐标及广义速率,导出了软管段位置多级递推公... 提出了一种基于凯恩方程的自主空中加油软管-锥套动态模型及性能分析方法。该方法将软管视为由有限段以铰链形式连接的刚性杆组成,锥套为软管末端的一个质点。本文定义了描述系统状态的广义坐标及广义速率,导出了软管段位置多级递推公式和系统动态方程,估算了软管在加油机尾流、定常流和大气扰动下的气动载荷。通过数值仿真分析了平稳大气中锥套在加油机不同飞行条件下的稳态阻力和软管拖拽轨迹,验证了模型的正确性及系统稳定性。最后研究了大气扰动对锥套运动的影响及不同软管段的受扰运动。 展开更多
关键词 自主空中加油 软管-锥套式 凯恩方程 多刚体动力学
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某无人机气动估算与风洞试验 被引量：9
5
作者 马东立 马铁林 刘薇薇 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期1399-1402,1417,共5页
基于气动估算和风洞试验相结合的方法,研究某型无人机的气动特性.通过不同V形尾翼纵向力矩对比试验,发现尾翼上反角对纵向力矩特性影响较大,并分析了纵向力矩曲线上翘的原因.进行飞机部件及全机气动性能对比试验,给出V形尾翼无人机气动... 基于气动估算和风洞试验相结合的方法,研究某型无人机的气动特性.通过不同V形尾翼纵向力矩对比试验,发现尾翼上反角对纵向力矩特性影响较大,并分析了纵向力矩曲线上翘的原因.进行飞机部件及全机气动性能对比试验,给出V形尾翼无人机气动估算方法,找出计算与试验结果产生差别的原因,通过调整尾翼安装角,优化了无人机的气动特性.同时风洞试验也证明所采用的气动估算方法是可信的,可用于此类布局无人机的气动计算. 展开更多
关键词 无人机 气动估算 风洞试验 V形尾翼
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不确定环境下的软管-锥套建模及控制研究 被引量：6
6
作者 吴玲 孙永荣 +1 位作者 黄斌 朱云峰 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2017年第18期250-256,共7页
提出了一种能有效适应不确定性环境的锥套稳定控制方法。在对软管-锥套非线性动力学模型线性化及降阶处理的基础上,将大气紊流对软管-锥套的扰动视为随机扰动,并把这种扰动作为参数与软管-锥套系统降阶模型中的状态合并成增广的系统状态... 提出了一种能有效适应不确定性环境的锥套稳定控制方法。在对软管-锥套非线性动力学模型线性化及降阶处理的基础上,将大气紊流对软管-锥套的扰动视为随机扰动,并把这种扰动作为参数与软管-锥套系统降阶模型中的状态合并成增广的系统状态量,采用卡尔曼滤波方法对系统状态量进行实时估计,并设计LQG控制器,实现对锥套的稳定控制。仿真结果表明,该方法能实时跟踪大气紊流的变化,且具有较好的抗大气紊流干扰的能力,能保证锥套的稳定。 展开更多
关键词 自主空中加油 软管-锥套式 大气紊流 卡尔曼滤波 LQG控制
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极大似然法及在有控飞行器气动参数辨识中的应用 被引量：6
7
作者 崔平远 杨涤 +1 位作者 吴瑶华 王学孝 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1991年第11期A644-A649,共6页
一、引言 飞行器气动参数辨识作为系统辨识理论在航空、宇航领域的应用分支,在一些发达国 家受到了相当的重视,并且从70年代以来已形成了气动参数辨识软件包,不仅缩短了飞行器的设计、改型及性能分析的周期,并且还具有靠风洞实验或理论... 一、引言 飞行器气动参数辨识作为系统辨识理论在航空、宇航领域的应用分支,在一些发达国 家受到了相当的重视,并且从70年代以来已形成了气动参数辨识软件包,不仅缩短了飞行器的设计、改型及性能分析的周期,并且还具有靠风洞实验或理论分析所不具备的优点。目前飞行器的气动参数辨识虽已有很大发展,但是对有控飞行器的闭环辨识问题仍未解决,分析传感器非线性因素对气动参数辨识结果的影响也不够深入。本文使用极大似然法,结合某有控飞行器的全弹道仿真数据,研究了在闭环飞行状态下进行气动参数辨识所存在的问题,分析了传感器的非线性因素对气动参数辨识的影响。 展开更多
关键词 飞行器 气动参数 极大似然法
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运输机重装连续空投建模与特性分析 被引量：6
8
作者 马骏 孙秀霞 +1 位作者 董文瀚 李大东 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2013年第2期66-70,共5页
研究运输机空投优化控制问题,针对当前重装空投模型假设条件苛刻,难以贴近实际且缺少连投模型的问题,放宽"空投典型情形"基本假设,改进了传统的分离体建模方法,详细推导了重装空投过程载机和货物的全量动力学模型,提出了在连... 研究运输机空投优化控制问题,针对当前重装空投模型假设条件苛刻,难以贴近实际且缺少连投模型的问题,放宽"空投典型情形"基本假设,改进了传统的分离体建模方法,详细推导了重装空投过程载机和货物的全量动力学模型,提出了在连投时引入两个控制变量ГA,ГB∈{0,1},以描述货物不同的空投阶段,建立了全量的连投模型,模型扩展性强,可完成n件货物的空投数值仿真。最后,通过仿真对单投与连投时载机开环动态响应进行了量化分析,并对空投时间间隔的对载机影响进行了对比分析,保证了空投的安全性。 展开更多
关键词 运输机 重装空投 连续空投 运动学建模 动态响应
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基于全局灵敏度分析的侧向气动导数不确定性对侧向飞行载荷的影响 被引量：4
9
作者 阮文斌 刘洋 熊磊 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1827-1832,共6页
考虑飞行载荷计算中使用的气动导数存在不确定性,利用基于方差的全局灵敏度分析(GSA)方法,结合偏航机动的动力学模型,分析了侧向气动导数不确定性对侧向飞行载荷的影响。以某型飞机为例,运用该方法得到侧向气动导数的全局灵敏度排序。... 考虑飞行载荷计算中使用的气动导数存在不确定性,利用基于方差的全局灵敏度分析(GSA)方法,结合偏航机动的动力学模型,分析了侧向气动导数不确定性对侧向飞行载荷的影响。以某型飞机为例,运用该方法得到侧向气动导数的全局灵敏度排序。结果表明:侧滑角、阻尼贡献的垂尾侧向载荷及垂尾侧向总载荷受全机侧力系数对侧滑角导数的影响最大,受航向静稳定导数及方向舵操纵效能的影响次之;方向舵偏度贡献的垂尾侧向载荷只受全机侧力系数对方向舵偏度导数的影响;无尾飞机侧向载荷主要受航向静稳定导数、方向舵操纵效能及无尾飞机侧力系数对侧滑角导数的影响;偏航阻尼导数基本不影响各侧向飞行载荷。同时也验证了方法的有效性,对提高飞行载荷的计算精度有一定的指导意义。 展开更多
关键词 全局灵敏度分析 不确定性 气动导数 飞行载荷 方差 偏航机动
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平流层飞艇空气动力估算 被引量：21
10
作者 王晓亮 单雪雄 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2006年第2期295-304,共10页
本文采用有限基本解方法与工程估算方法相结合的气动力工程计算方法,用以计算平流层飞艇的气动力。将飞艇所受的气动力分成飞艇艇身和尾翼所受气动力两部分,每一部分的气动力按照无粘性流产生的线性气动力和粘性引起的非线性气动力分别... 本文采用有限基本解方法与工程估算方法相结合的气动力工程计算方法,用以计算平流层飞艇的气动力。将飞艇所受的气动力分成飞艇艇身和尾翼所受气动力两部分,每一部分的气动力按照无粘性流产生的线性气动力和粘性引起的非线性气动力分别进行计算。根据势流理论对飞艇艇身线性气动力进行分析计算,由于飞艇艇体是旋成体,故根据Allen的横流阻力理论对其所受的非线性气动力进行计算;尾翼的线性气动力采用有限基本解方法进行计算,非线性气动力用Polhamus-Lamar吸力比拟方法估算。该方法中考虑了由于尾翼安装在体上后,处于艇体产生的上洗流场中,尾翼气动力的变化和尾翼对艇身气动力的干扰作用。通过算例的计算与实验结果比较得出该方法可以快速、准确的计算飞艇所受的气动力。 展开更多
关键词 飞艇 面元法 横流理论 旋成体
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低空风切变危险尺度研究 被引量：10
11
作者 金长江 张洪 +2 位作者 朱仁标 罗飚 周卫兵 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1992年第10期B481-B486,共6页
飞机在低空风切变中飞行的危险性评估尺度是机载低空风切变探测、告警、回避系统设计中的关键之一。本文从飞行动力学的基本方程组出发,根据能量高度的概念,从理论上导出了低空风切变对飞行安全的危险尺度,经研究,风切变的危险主要表现... 飞机在低空风切变中飞行的危险性评估尺度是机载低空风切变探测、告警、回避系统设计中的关键之一。本文从飞行动力学的基本方程组出发,根据能量高度的概念,从理论上导出了低空风切变对飞行安全的危险尺度,经研究,风切变的危险主要表现在水平风的加速度U_(wg)和垂直风速度W_(wg)上。文中研究了U_(wg)和w_(wg)对危险尺度的定性、定量关系,提出了用水平风加速度这个目前机载设备能探测的参数来评估风切变的危险程度,为前视式机载低空风变探测传感器的设计提供了基础。 展开更多
关键词 风切变 飞行力学 低空飞行 飞机
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双欧法与四元数法的应用比较 被引量：13
12
作者 陈廷楠 张登成 《飞行力学》 CSCD 北大核心 1996年第4期59-64,共6页
对解决欧拉方程奇异性的双欧法和四元数法进行了对比研究。四元数法从理论上讲比较完美，但实际应用中存在较大的累积计算误差，从而影响计算精度；双欧法利用正、反欧拉方程间精华区倒挂关系进行分区交替运算，把精华区扩展到全域，不... 对解决欧拉方程奇异性的双欧法和四元数法进行了对比研究。四元数法从理论上讲比较完美，但实际应用中存在较大的累积计算误差，从而影响计算精度；双欧法利用正、反欧拉方程间精华区倒挂关系进行分区交替运算，把精华区扩展到全域，不仅根除了奇异性，而且计算误差小。因此，对于解决欧拉方程奇异性来讲，双欧法要优于四元数法。 展开更多
关键词 欧拉方程 奇异性 四元数法 飞机姿态 飞行力学
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重装空投动力学分析与控制方案研究 被引量：10
13
作者 韩艳铧 陆宇平 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2011年第3期28-31,共4页
针对重装空投任务,基于拉格朗日分析力学,建立了货物在机舱内滑行阶段飞机-货物两体系统的动力学模型。给出了一种控制补偿方案,用以抵消或削弱货物运动对飞机的影响。通过数值仿真,观察货物运动和飞机运动之间的耦合关系,分析了牵引伞... 针对重装空投任务,基于拉格朗日分析力学,建立了货物在机舱内滑行阶段飞机-货物两体系统的动力学模型。给出了一种控制补偿方案,用以抵消或削弱货物运动对飞机的影响。通过数值仿真,观察货物运动和飞机运动之间的耦合关系,分析了牵引伞尺寸对飞机和货物运动参数的影响。仿真结果表明,所给出的控制补偿方案能够有效改善飞机飞行品质,提高飞行安全性。 展开更多
关键词 重装空投 多体系统 拉格朗日分析力学 飞行控制 数值仿真
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计及尾涡收缩的螺旋桨滑流计算 被引量：10
14
作者 杨国伟 何植岱 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 1995年第1期83-86,共4页
常见计算螺旋桨滑流流场方法中，很少计及桨叶面附近必然存在的尾涡收缩。本文采用升力面涡格法，建立一种三维自由尾涡模型。构造一种松弛迭代格式，通过迭代获得收缩尾涡模型，计算相应的滑流流场。
关键词 滑流 螺旋桨 尾涡收缩 飞机 气动力
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基于凯恩方法的硬式空中加油多体动力学分析 被引量：6
15
作者 杨朝星 陆宇平 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期605-610,共6页
硬式空中加油系统是多体系统,刚体间存在复杂相互作用。为了研究系统动力学响应,将系统简化为万向节连接的两刚体八自由度系统,定义了系统的广义坐标和广义速率,估算了伸缩管受到的气动力,用凯恩方法建立了系统模型。对系统进行了仿真研... 硬式空中加油系统是多体系统,刚体间存在复杂相互作用。为了研究系统动力学响应,将系统简化为万向节连接的两刚体八自由度系统,定义了系统的广义坐标和广义速率,估算了伸缩管受到的气动力,用凯恩方法建立了系统模型。对系统进行了仿真研究,结果表明:伸缩管姿态响应稳定,但存在纵横向耦合、动态特性较差的特点,并受内管伸缩的影响;加油机与伸缩管间也存在动力学耦合,但如果飞机抗干扰能力良好,可以独立设计伸缩管的控制律。 展开更多
关键词 导航制导与控制 硬式空中加油 伸缩管 多体系统 凯恩方法
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无人机伞降回收过程动力学建模与仿真 被引量：7
16
作者 宁雷鸣 张红英 +1 位作者 秦福德 童明波 《航天返回与遥感》 2012年第5期24-32,共9页
文章以无人机的降落伞回收系统为研究对象,通过对伞降回收过程中各阶段动力学特性的分析,推导了便于编程实现的矢量形式降落伞-飞行器二体系统动力学模型。在此基础上,给出了利用MAT-LAB环境的面向对象和并行计算特性搭建无人机回收过... 文章以无人机的降落伞回收系统为研究对象,通过对伞降回收过程中各阶段动力学特性的分析,推导了便于编程实现的矢量形式降落伞-飞行器二体系统动力学模型。在此基础上,给出了利用MAT-LAB环境的面向对象和并行计算特性搭建无人机回收过程蒙特卡罗仿真环境的一种实现方案。最后,根据仿真计算的结果对某无人机在不同条件下的回收安全性、落点散布特性等进行了计算分析,为后续总体设计方案的验证、改进和优化提供了参考依据。 展开更多
关键词 无人机回收 降落伞 动力学建模 蒙特卡罗仿真
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深度学习气动力建模中关键参数影响
17
作者 王佳宁 王延灵 +1 位作者 沈彦杰 卜忱 《飞机设计》 2025年第2期17-22,共6页
飞行器非定常气动力变化复杂,对其进行准确建模是保证飞行器复杂机动历程安全的基础。深度学习方法能够准确挖掘出隐藏的规律,其中,长短期记忆网络(LSTM)尤为擅长处理时间序列相关问题,与非定常气动力特性契合。在使用LSTM建模过程中,... 飞行器非定常气动力变化复杂,对其进行准确建模是保证飞行器复杂机动历程安全的基础。深度学习方法能够准确挖掘出隐藏的规律,其中,长短期记忆网络(LSTM)尤为擅长处理时间序列相关问题,与非定常气动力特性契合。在使用LSTM建模过程中,多个参数会对最终结果产生影响,为探究不同参数对神经网络预测结果的影响,文中针对激活函数、损失函数等开展了一系列对比,并选择较优参数进行建模。使用眼镜蛇运动与尾冲运动验证模型预测能力,结果表明模型具有较高的精度。 展开更多
关键词 非定常气动力 长短期记忆网络 气动力模型 参数优化
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高空系留气球建模与稳定性分析 被引量：5
18
作者 祝明 左宗玉 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期940-944,共5页
平流层高空系留气球是典型的无控制欠阻尼自治系统,因此平台本身应当具有较好的稳定性,然而该系统的线性化模型含有零特征根,导致经典的Lyapunov第一方法难以从理论上获得其稳定性结论.从一般刚体的Newton-Euler方程出发,根据刚体对任... 平流层高空系留气球是典型的无控制欠阻尼自治系统,因此平台本身应当具有较好的稳定性,然而该系统的线性化模型含有零特征根,导致经典的Lyapunov第一方法难以从理论上获得其稳定性结论.从一般刚体的Newton-Euler方程出发,根据刚体对任一点的平动和转动方程,建立基于广义坐标的高空系留气球二阶非线性动力学模型,并针对Lyapunov方法证明稳定性的局限性,从能量的角度运用拉格朗日定理证明了高空系留气球的稳定性,数值仿真结果与理论结果一致. 展开更多
关键词 气球 广义坐标 动力学建模 稳定性 拉格朗日定理
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飞机超低空牵引空投动力学响应研究 被引量：5
19
作者 杨雨 陆宇平 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期294-300,共7页
当飞机进行超低空牵引空投(Super low attitude parachute extraction system,SLAPES)时,货物在货舱内移动,导致飞机质心位置、转动惯量以及绕质心的气动力矩都有显著的变化,飞机可能变成静不稳定的。本文从理论力学和飞行力学的基本原... 当飞机进行超低空牵引空投(Super low attitude parachute extraction system,SLAPES)时,货物在货舱内移动,导致飞机质心位置、转动惯量以及绕质心的气动力矩都有显著的变化,飞机可能变成静不稳定的。本文从理论力学和飞行力学的基本原理出发,以飞机的质心作为参考点,分别建立了重物在货舱内静止,被牵引伞牵引和最后在货舱内移动的整个过程中飞机响应的数学模型。通过对重物的不同质量、牵引伞不同牵引比和不同的开伞过程时间条件下的仿真,得到货物质量、牵引比和开伞过程对整个空投的影响。 展开更多
关键词 导航制导与控制 超低空牵引空投 飞行力学 牵引伞 牵引比
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序列二次规划法解最优控制问题 被引量：8
20
作者 林国华 胡朝江 《飞行力学》 CSCD 北大核心 1994年第4期45-50,共6页
在控制参数化的基础上结合序列二次规划算法，提出了一个数值解最优控制问题算法。求解了两个最优轨迹问题（某低速运动气垫船的控制问题，某国产运输机在风切变贯穿着陆中的运动控制问题）。计算结果表明，该方法是求解受约束最优控制... 在控制参数化的基础上结合序列二次规划算法，提出了一个数值解最优控制问题算法。求解了两个最优轨迹问题（某低速运动气垫船的控制问题，某国产运输机在风切变贯穿着陆中的运动控制问题）。计算结果表明，该方法是求解受约束最优控制问题，其中包括奇异控制问题的有效手段。 展开更多
关键词 轨迹最优化 序列二次规划 最优控制 飞行力学
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